Рефрактометр автоматический критического угла Советский патент 1983 года по МПК G01N21/45 

2, Рефрактометр по п. 1, о т л ичающийся тем, что подвижные концы рычагхэв дополнительно кинематически связаны с блоком выходного сигнала.

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕФРАКТОМЕТР КРИТИЧЕСКОГО УГЛА, содержащий осветитель и последовательно /расположенные по ходу излучения из-: Мерительную призму и блок фотопри.емников, размещенный на поворотном рычаге, имеющем неподвижную опору в плоскости рабочей грани измеритель ной, призмы, а также усилитель, механизм компенсации и блок выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введен второй поворотный рычаг, сопряженный по углу с первым и имекнций общую с ним неподвижную опору, освв;титель установлен на втором поворотном рычаге, а подвижные концы рычагов кинематически связайн с механиэjjOM компенсации.

1 . 1 . :

Изобретение относится к технической физике, а именно к рефрактометрам нарушенного полного внутреннего отражения, применяемым для измерения показателя преломления жидких сред, а также определения по этому параметру содержания сухих веществ (% СВ) или концентрации продукта,

Известен автоматический рефрактометр, содержащий измерительную призму, трехщелевой оптический блок, фотоприемник и следящую систему. Положение компенсации (критический угол) отыскивается поворотом измерительной -призмы Cl ,

Недостаток этого рефрактометра состоит в том, что использование измерительной призмы в качестве компенсационного элемента усложняет конструкцию прибора и создает затруднения при применении его в качестве промышленного анализатора для конт-) роля технологических сред в потоке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматический рефрактометр критического угла, содержащий осветитель и последовательно расположенные по ходу излучения измерительную призму и блок фотоприемников, расположенный на поворотном рычаге, имеющем неподвижную опору в-плоскости рабочей грани измерительной призмы, а также усилитель, механизм компенсации и блок выходного сигнала.

Основная допускеемая погрешность этого рефрактометраЛ1-ЕДР+0,3% СВ 2

Недостат;ком известного устройства является низкая точность измерений, обусловленная влиянием .неравномерности светового поля, вызванной сферической аберрацией объектива осветителя и преломлением лучей на выходной грани измерительной призмы. Кроме того, если реализовывать рефрактометр по такой схеме с основной допускаемой погрешностью t0,1% СВ, то длина поворотного рычага должна быть порядка 400 мм, что приведет к значительным габаритам конструкции.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная .цель достигается тем, что в автоматический рефрактометр критического угла, содержащий осветитель и последовательно расположенные по ходу излучения измерительную

призму и блок фотоприемников, размещенный на поворотном рычаге, имеющем Неподвижную опору в рабочей плоскости рабочей грани измерительной призмы, а также усилитель, механизм 5 .компенсации и блок выходного сигнала, дополнительно введен второй поворотный рычаг, сопряженный по углу с первым и имеющий общую с ним неподвижную опору, осветитель установлен 0- на втором поворотном рычаге, а под вижные концы рычагов кинематически ; связаны с механизмом компенсации.

. Кроме того, подвижные концы могут быть дополнительно кинематиче5 ски связаны с блоком выходного сигнала.

На фиг..1 и 2 показаны варианты : схемы устройства.

i Устройство содержит (фиг. 1) рыт JV чаг 1, осветитель 2, светофильтр 3, конденсатор 4, рычаг 5, блок фотоприемников 6, неподвижную опору 7, полусферическую призму 8, рычаги 9 и 10, кулачок 11., электродвигас тель 12, усилитель 13, потенцио-.. метр 14, блок выходного сигнала 15, термометр сопротивления 16, кювету 17.

Электродвигатель 12 с кулачком 11 ; и рачагами 9 и 10 составляет меха низм компенсации.

Вариант схемы устройства, в котором блок выходного сигнала 15 ки- . нематически связан с подвижными концами рычагов 1 и 5, показан на фиг.2. 5 Устройство работает следующим образом.

При изменении концентрации продукта, протекающего через кювету 17, образуемая граница светотени смеща0 ется по.углу, вызывая появление в цепи блока фотоприемников 6 сигнал разбаланса. Полученный сигнал после усиления усилителем 13 поступает на реверсивный электродвигатель 12, ко-. 5 торый кулачком 11 приводит в движение четырехзвенный рычажный механизм, рычаги 1, 5, 9 и 10 перемещая блок фотоприемников б, вновь на границу светотени в положение баланса, Односп временно с поворотом кулачка И прворачивается потенциометр 14, вызываю:щий изменение выходного сигнала. : При этом в положении компенсации |Х птическая ось системы всегда совпа,|дает с азимутом критического угла.

что исключает влияние неравномерно сти светового поля фотоприемников на показания прибора.

Подключенный к блоку выходного сигнала термомётф сопротивления 16 автоматически вносит температурную поправку к показаниям прибора.

При работе устройства по схеме, показанной на фиг. 2, перемещение 4б по диагонали четырехзвенного ры -чажн.ого механизма линейно связано с показателем преломления измеряемой среды.

Если длины всех рычагов четырехзвенного рычажного механизма равны, то приращение подъема кулачка лЬ, вызванное изменением показателя прв

определяется

п„

-Ш

где г - радиус рычага;

N - показатель преломления материала призмы.

Например, при ММ| п 1,33299. (0% СВ) , «2 1 36384 (20% СВ) ,1с ,4586 (материал призмы - плавленный кварц) погрешность от кулачка при точности его изготовления .10,03 мм составляет ±.0,03%СВ.

0 Это позволяет реализовать конструкцию прибора с пределами допускаемой основной погрешности 10,1% СВ.

I

Таким образом, использование

5 предлагаемого изобретения позволяет повысить точность автоматического рефрактометра предельного угла, что необходимо при определении % СВ при приемке определенных видов сельскохозяйственного сырья (томаты, вино0град и Т.Д;) .